S12单片机模块应用及程序下载调试

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S12单片机模块应用及程序下载调试 [复制链接]

摘要：    本文对邀请赛选用的主控芯片MC9S12DG128单片机的一些外围接口模块作了介绍，包括功能上的描述和例程及初始化的过程，对一些参赛队伍中遇到的Flash锁死问题也提供了解决的方案。
关键词：     MC9S12DG128；CodeWarrior；TBDML；Flash解密

本次智能车邀请赛采用的MC9S12DG128(以下简称DG128)是Freescale公司推出的S12系列单片机中的一款增强型16位单片机，片内资源丰富，接口模块包括SPI、SCI、IIC、A/D、PWM等，在汽车电子应用领域具有广泛的用途。DG128在Flash存储控制及加密方面也有很强的功能，加解密可配合第三方软件使用。

DG128单片机采用增强型16位HCS12 CPU，片内总线时钟最高可达25MHz；片内资源包括8K RAM、128K Flash、2K EEPROM； SCI、SPI、PWM串行接口模块；脉宽调制(PWM)模块可设置成4路8位或者2路16位，逻辑时钟选择频率宽。它包括两个8路10位精度A/D转换器，控制器局域网模块(CAN)，增强型捕捉定时器并支持背景调试模式。DG128有112-pin和80-pin两种封装形式，80-pin封装的单片机没有引出用于扩展的端口，只引出了一个8路A/D接口。

常用接口模块及外部应用

PWM模块：PWM脉宽调制波是一种可用程序来控制波形占空比、周期、相位的波形。它在电机驱动、D/A变换等场合有着广泛的应用。

A/D模块：A/D(模数转换)模块内部可分为三个部分：IP总线接口、转换模式控制/寄存器列表、自定义模拟量。

Codewarrior软件使用

大赛中采用Codewarrior 3.1 for HCS12作为推荐的程序编译软件。"CodeWarrior for S12" 是面向以HC12或S12为CPU的单片机嵌入式应用开发的软件包。包括集成开发环境IDE、处理器专家库、全芯片仿真、可视化参数显示工具、项目工程管理器、C交叉编译器、汇编器、链接器以及调试器。在Codewarrior软件中可以使用汇编语言或C语言，以及两种语言的混合编程。

利用监控程序下载用户程序

监控程序(Monitor)的主要功能是对应用系统硬件及底层软件进行调试，也称为Debug程序，是最基本的调试工具。MC9S12DG128的Flash有128K，RAM有8K，而监控程序源代码占用不到3K FLASH，占用23字节RAM。这对用户程序的空间影响并不大。异步串行口是要用来做与PC通讯服务的，监控程序可以用，应用程序当然也可以使用。

利用“BDM for S12(TBDML)”调试程序

当用户在监控程序的帮助下，熟悉了S12单片机的性能和结构，并能初步开始软硬件的设计后，就可以脱离监控程序了，尤其是对于一个完整的项目，就更要直接对硬件进行调试而脱离监控程序。S12系列单片机采用BDM(Background Debug Mode，背景调试模式)调试方式。在BDM模式下主要可以实现3方面的功能：

?应用程序的下载与在线更新
?单片机内部资源的配置与修复
?应用程序的动态调试
【常见问题之一】正确安装了BDM for S12(TBDML)的驱动程序和动态链接库后，并用BDM连接了目标单片机后，在Hiwave.exe的“TBDML HCS12”菜单中，没有出现“Flash...”项，无法对目标单片机进行调试。

解决办法：首先，用户应该确保目标板供电正常，BDM for S12(TBDML)默认的电源工作方式是目标板自供电；如果，还有问题，用户应该打开BDM的包装小盒，查看跳线J4是否已经短接，原因见上文。

【常见问题之二】驱动程序安装正常，跳线也没有问题，目标板也供电了，但BDM还是不工作。

解决办法：出现这一问题，最大的可能是，用户的CodeWarrio版本不对，没有利用CodeWarrio V4.1以上的版本进行调试。安装高版本的CodeWarrio即可解决问题。

【常见问题之三】BDM调试目标板基本正常，能够下载程序、擦除Flash、设断点调试，但是，在某次使用中Flash突然被“锁死”，之后目标板无法继续使用。

解决办法：Freescale 公司的HCS12 系列单片机具有片内Flash的加密功能，对于加密或保护后的Flash，用户是无法通过BDM 调试工具对其Flash进行诸如程序擦除、读取等操作。同时，如果用户在利用BDM 调试单片机时操作不当，同样会使单片机出现Flash无法读取、擦除和下载等问题。我们的监控程序在$F000 到$$FFFF，这一段加了保护，但并没有加密。即使对加了密的S12，也可以使用我们生产的串行接口地BDM 工具方便的解锁和擦除。在2005 年第4 期《电子产品世界》杂志中，我中心曾经撰文讲述了HCS12 单片机Flash 保护和加解密的原理和注意事项。在决定擦除保护了的程序时，请想好在出现单片机被锁定的情况下有没有能力解锁。对于Flash没有进入“保护模式”的单片机，如果利用BDM for S12 (TBDML)调试单片机，当用户点击“TBDML HCS12”菜单下的“Flash...”命令时，会出现如图12所示的正常情况。从图中可以看出，当前目标板的单片机的FLASH_C000存储区域已下载有程序，状态为“Programmed”；其余模块为空，状态为“Blank”。因此，可以继续对该单片机的Flash进行读取、擦除Erase和下载Load等操作。但是，在出现上述Flash加密问题后，HCS12系列单片机就进入了“Flash保护模式”，即Secure Mode。这时，如果利用BDM for S12(TBDML)调试单片机，当用户点击“TBDML HCS12”菜单下的“Flash...”命令时，部分FLASH区域的状态就会显示为“Skipped”。此时，用户便无法再对FLASH进行正常操作。因此，需要解除Flash的“保护模式”，执行Unsecure的操作。BDM for S12(TBDML)提供了Unsecure的功能，具体的操作过程较为复杂，请参阅用户手册。

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